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古人如何計算長方形田地的面積的(續)?

2、九章算術 卷第一 方田——里田術

原文

[3]今有田廣一里,從一里。問為田幾何?

答曰:三頃七十五畝。

[4]今有田廣二里,從三里。問為田幾何?

答曰:二十二頃五十畝。

里田術曰:廣從里數相乘得積里。以三百七十五乘之,即畝數。

今譯:

[1]已知一塊正方形的田地邊長為1里。問這塊田地的面積是多少?

解:1里=300步,1畝=240平方步,100畝=1頃

正方形田地面積=1里×1里

=300步×300步

=90000(平方步)

=90000÷240

=375畝

=3頃75畝

由此歸納出:1平方里=375畝

[2] 已知一塊長方形的田地寬2里,長3里。問這塊田地的面積是多少?

解:長方形田地面積=2里×3里

=6(平方里)

=6×375畝

=2250畝

=22頃五十畝

計算長寬以“里”為單位的長方形面積的方法:長方形的長(里數)乘以寬(里數),所得的積為長方形田地的面積(積里,即為:平方里)。用所得的積乘以375畝,得數即為田地的畝數。

即:積里=廣(里)×從(里)

畝數=積里×375畝

評議:

上一講我們學習了《九章算術》的方田術,給出了長方形(含正方形)的面積公式,計算了以“步”為長度單位的面積,定義了1畝標準,即1畝=240平方步,還規定了100畝=1頃。

這一講我們繼續學習《九章算術》的里田術,還是求解長方形田地的面積,只是將之前的小單位“步”改成大單位“里”。

對于“里田術”,筆者談談我個人的感想:

1、古人已經認識到“正方形是特殊的長方形”,只是正方形的邊長仍然稱為廣(寬)和從(長)。

1平方里方田示意圖

前兩道題都是求長方形的面積,而第三題是求正方形面積,通過此題的計算過程(面積=長×寬),我們可以推出:古人已經認識正方形就是長方形,只是特殊的一類長方形(廣與從相等)。

通過此題定義了1平方里的標準,等于375畝。

2、感嘆古人能嫻熟地運用“九九表”。

“九九表”由誰首創,何時創造,已無從考證。但有一點是可以明確的,在春秋戰國時代,“九九表”已經廣泛流行了。

她又為什么叫“九九表”,而不是“一一表”呢?由于我國古代乘法口訣是從“九九八十一”倒敘的,而非現代從“一一得一” 順敘的。為了方便記憶,古人采用起始兩字“九九”來表示此種方法。

古時的計算是用算籌(參見我的文章“算、筭、祘”)進行的,在乘除運算中,一邊念叨“九九”乘法口訣,一邊擺弄算籌,得出結果。此過程對于當時的人們頗為神秘。至于如何運用算籌進行加減乘除開方等運算,我會另起文章敘述。

3、感嘆古人對(平方)步、(平方)里、畝、頃單位之間的換算相當熟練。

通過翻譯解題的過程,我們發現,如果不對原文進行翻譯,邊長為1里的正方形田地面積,今人是無法理解其答案的(三頃七十五畝)。正是這個過程,說明古人對(平方)步、(平方)里、畝、頃單位之間的換算是非常熟練的。

平方步、平方里、畝、頃單位之間的換算規律

4、疑惑

筆者還有個疑惑,古時的(平方)步、(平方)里、畝、頃與今天的平方米是如何換算的呢?還需要查閱資料。

參考文獻

1、肖作政編譯.《九章算術今解》.大連:遼寧人民出版社,1990

2、郭書春譯注.《九章算術譯注》.上海:上海古籍出版社,2009

3、鄒涌譯解.《九章算術》.重慶:重慶出版社,2023

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